半導體當下時代版本——GaN

當你看到現在消費、通信，甚至工業設備越來越小時，功率卻越來越高，功能越來越豐富時，你是否有想過究竟是哪些技術的突飛猛進帶來的時下這一自帶濾鏡的世界？你可能會想到從印刷術到計算機；也可能會想到從手工製作到機械臂；或許你是熱衷科技的小能手，也會想到從CPU到GPU。不過這些都不是本編今天要給大家講的，本編今天要給大家講的是這些技術升級背後的故事——當下半導體材料的革命。

半導體材料發展到現在，大致可以分為三代，代表材料為：硅（Si）——砷化鎵（GaAs）——氮化鎵（GaN），而每一代的迭代，都相應解決了當時瓶頸性能或問題。其中，Si主要解決數據運算、存儲的問題； GaAs主要應用於光纖通信，解決數據傳輸的問題；而當下新興材料GaN，由於其光電轉換方面性能突出微波信號傳輸效率很高，因而對於照明、顯示、通訊及電源等領域應用貢獻卓越。

一代版本一代神之GaN

本文的重點內容來了——GaN。為便於理解，下面來舉個簡單的例子說一下GaN的神奇之處。

充電器作為日常用品，可謂必不可少，但是多了應該也不是什麼好事，這一點本編是深有體會。一出差，筆記本充電器、平板電腦充電器、手機充電器，光是這些已然有負重越野的感覺。

這裡就需要提到兩個概念——USB PD（USB- Power Delivery）和USB Type-C。

USB PD 是在一條線纜中同時支持高達100W電力傳輸和數據通信的協議規範 。USB Type-C則是一個全新的正反插USB連接器規範，能夠支持USB 3.1（Gen1和Gen2）、Display Port和USB PD等一系列新標準。USB Type-C埠默認最高可支持5V 3A，即15W功率；如果在USB Type-C埠中實現了USB PD，它就能支持USB PD規範中定義的100W功率（20V 5A）。

蘋果新款Iphone X即可選配29W USB PD充電器（雖然很貴），這就可以讓你只帶一個更小的電源就可以輕鬆應對手機、平板和筆記本。

當然，除了充電器這一親民應用，GaN由於具有寬禁帶寬度、高擊穿電場、高熱導率、高電子飽和速率及更高的抗輻射能力，因而更適合於製作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件。因而在USB PD上將大有作為，採用GaN的USB PD在充電能力、小型化、充電溫度上都有進一步的提高。

除了比較親民的USB PD充電器及其他消費產品，新能源汽車、5G等諸多領域都將會因此得到再向前一步的跨越。

諸廠商爭先探索

而由於GaN相對而言仍屬於新興技術，因而不只有巨頭廠商爭先進入這一市場，一些新興企業也針對這一材料進行著諸多嘗試和探索。

法國公司EXAGAN就是新勢力不可忽視的一員。EXAGAN是一家設計和生產基於GaN的電源開關功率晶體管，而經過潛心研發，如今技術已經基本成熟，並首次在國內市場推廣。

採用EXAGAN專有的G-Stack^TM技術的G-FET^TM電源開關係列產品傳到損耗低，轉換效率高，主要包含兩大類產品：G-FET 650V滿足從幾安到幾十安的工作範圍，可廣泛應用於消費類電子產品、計算機網路、基礎設施、高功率、高電壓的供應、汽車領域，能夠充分提高轉換效率，降低散熱要求。

國內市場吸引力巨大

EXAGAN首次進入國內市場尋找與國內廠商的合作機會，而談到相關技術，EXAGAN總裁杜佛德表示，我們有多年GaN的研發經驗，現在主要運營在發過，在全球6個國家都有業務。我們也很樂意與中國廠商分享我們的技術，近期也在拜訪中國高校、科研機構和企業，目前也已經與國內若干知名IT科技公司合作，希望可以通過與國內廠商合作，將我們的技術及產品方案推廣到中國應用市場中。

「由於GaN應用廣泛，我們希望可以通平板、電腦作為切入點，而汽車充電（電動汽車）、手機射頻天線等也是我們很看好的市場，我們的相關快充方案現在已經有樣片出來，預計在年底量產，量產之後也會推廣到中國市場。」

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